Oligodesoxinucleótido CpG

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
As distintas clases de ODN provocan diferentes respostas en células B e células dendríticas plasmacitoides (pDC).

Os oligodesoxinucleótidos CpG (ou ODN CpG) son curtas moléculas de ADN sintético monocatenario que conteñen un desoxinucleósido trifosfato de citosina ("C") seguido doutro de guanina ("G"). O "p" indica o enlace fosfodiéster entre eles, aínda que algúns ODN teñen no seu lugar un esqueleto modificado de fosforotioato (PS). Cando eses motivos CpG non están metilados actúan como inmunoestimulantes.[1] Os motivos CpG son considerados padróns moleculares asociados a patóxenos (PAMPs) debido á súa abundancia en xenomas microbianos, pero á súa rareza en xenomas de vertebrados.[2] O CpG PAMP é recoñecido por un receptor de recoñecemento de padrón (PRR) chamado receptor de tipo Toll 9 (TLR9), que se expresa constitutivamente só en células B e en células dendríticas plasmacitoides (pDCs) en humanos e outros primates superiores.[3]

Historia[editar | editar a fonte]

Desde 1893 sabíase que a toxina de Coley, unha mestura de lisados celulares bacterianos, tiña propiedades inmunoestimulatorias que poderían reducir a progresión dalgúns carcinomas,[4] pero non foi ata 1983 que Tokunaga et al. identificaron especificamente O ADN bacteriano como o compoñente do lisado que causaba a resposta.[5] Despois, en 1995 Krieg et al. demostraron que o motivo CpG no ADN bacteriano era o responsable dos efectos inmunoestimulatorios e desenvolveu ODN CpG sintéticos.[6] Desde entón, os ODN CpG sintéticos foron obxecto de intensas investigacións debido á resposta proinflamatoria de tipo I que orixinan e o seu exitoso uso como adxuvantes de vacinas.

Características estruturais[editar | editar a fonte]

Os ODN CpG sintéticos difiren do ADN microbiano en que teñen un esqueleto total ou parcialmente fosforotioado (en vez do esqueleto de tipo fosfodiéster) e unha cola poli-G no extremo 3', no 5' ou en ambos. A modificación con fosforotioato protexe o ODN de ser degradado por nucleases como DNases no corpo, e a cola poll-G favorece a captación pola célula.[7] A cola poli-G forma tétradas intermoleculares que orixinan agregados de alto peso molecular. Estes agregados son responsables do incremento da actividade que causa a cola poli-G; non a propia secuencia.[8] Atopáronse numerosas secuencias que estimulan o TLR9 que varían no número e localización dos dímeros CpG, así como as secuencias de bases precisas que flanquean os dímeros CpG. Isto levou á creación de cinco clases ou categorías non oficiais de ODN CpG baseándose na súa secuencia, estruturas secundarias e efectos sobre as células mononucleares sanguíneas periféricas (PBMCs). As cinco clases son: clase A (tipo D), clase B (tipo K), clase C, clase P e clase S.[9] É importante salientar que durante o proceso de descubrimento, as "clases" non foron definidas, ata que máis tarde se fixo evidente que os ODN con certas características orixinaban respostas específicas. Debido a isto, a maioría dos ODN mencionados na literatura distínguense usando números (é dicir, ODN 2006, ODN 2007, ODN 2216, ODN D35, ODN K3 etc.). Os números son arbitrarios e veñen de probar grandes cantidades de ODN con lixeiras variacións intentando encontrar a secuencia óptima. Ademais, algúns artigos dan diferentes nomes a un mesmo ODN previamente descrito, o que complica máis a convención de nomeamento.

Clase A[editar | editar a fonte]

Un dos primeiros ODN de clase a, O ODN 2216, foi descrito en 2001 por Krug et al.[10] Esta clase de ODN era moi diferente da anteriormente descrita clase B de ODN (o ODN 2006) porque estimulaba a produción de grandes cantidades de interferóns de tipo I, o máis importante dos cales era o IFNα, e inducía a maduración de células dendríticas plasmacitoides. Os ODN de clase A son tamén fortes activadores das células NK por medio dunha sinalización indirecta por citocinas.

Características estruturais que definen os ODN de clase A:

  • Presenza dunha secuencia poli-G no extremo 5', no 3' ou en ambos.
  • Unha secuencia palindrómica interna.
  • Dinucleótidos GC contidos no palíndromo interno.
  • Un esqueleto parcialmente modificado con fosforotioato.

Os ODN de clase A conteñen tipicamente de 7 a 10 bases modificadas con fosforotioato nun ou en ambos os extremos que resisten a degradación por nucleases e incrementan a lonxevidade do ODN. As regras anteriores definen estritamente a clase, pero é posible a variabilidade de secuencia dentro destas "regras". Hai que salientar que os cambios na secuencia afectan a magnitude da resposta. Por exemplo, a secuencia palindrómica interna pode ser de 4 a 8 pares de bases de lonxitude e varía na orde das bases, aínda que o padrón 5'-Pu Pu CG Pu Py CG Py Py-3', é o máis activo cando se compara con outras varias secuencias. A cola poli-G que se encontra nos extremos da febra de ADN pode variar en lonxitude e número (o tipo D soamente ten unha secuencia poli-G no extremo 3'), pero a súa presenza é esencial para a actividade da molécula.

Clase B[editar | editar a fonte]

Krieg et al. foron os primeiros en describir os ODN de clase B en 1995.[6] Os ODN de clase B (o ODN 2007) son fortes estimuladores das células B humanas e a maduración de monocitos. Tamén estimulan a maduración de células dendríticas plasmacitoides, pero nun menor grao que os ODN de clase A, e a formación de moi pequenas cantidades de IFNα.

Características estruturais que definen os ODN de clase B:

  • Ter un ou máis motivos CpG 6mer 5'-Pu Py C G Py Pu-3'.
  • Un esqueleto completamente fosforotioado (modificado con fosforotioato).
  • Ter xeralmente unha lonxitude de 18 a 28 nucleótidos.

Os ODN máis fortes desta clase teñen tres secuencias de 6mer.[11] Os ODN B foron intensamente estudados como axentes terapéuticos debido á súa capacidade de inducir unha resposta inmune humoral forte, o que os fai ideais cono adxuvantes de vacinas.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Weiner GJ, Liu HM, Wooldridge JE, Dahle CE, Krieg AM (September 1997). "Immunostimulatory oligodeoxynucleotides containing the CpG motif are effective as immune adjuvants in tumor antigen immunization". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 94 (20): 10833–7. PMC 23500. PMID 9380720. doi:10.1073/pnas.94.20.10833. 
  2. Bauer S, Wagner H (2002). Bacterial CpG-DNA licenses TLR9. Current Topics in Microbiology and Immunology 270. pp. 145–54. ISBN 978-3-642-63975-3. PMID 12467249. doi:10.1007/978-3-642-59430-4_9. 
  3. Rothenfusser S, Tuma E, Endres S, Hartmann G (December 2002). "Plasmacytoid dendritic cells: the key to CpG". Human Immunology 63 (12): 1111–9. PMID 12480254. doi:10.1016/S0198-8859(02)00749-8. 
  4. Coley WB (January 1991). "The treatment of malignant tumors by repeated inoculations of erysipelas. With a report of ten original cases. 1893". Clinical Orthopaedics and Related Research (262): 3–11. PMID 1984929. doi:10.1097/00003086-199101000-00002. 
  5. Tokunaga T, Yamamoto H, Shimada S, Abe H, Fukuda T, Fujisawa Y, Furutani Y, Yano O, Kataoka T, Sudo T (April 1984). "Antitumor activity of deoxyribonucleic acid fraction from Mycobacterium bovis BCG. I. Isolation, physicochemical characterization, and antitumor activity". Journal of the National Cancer Institute 72 (4): 955–62. PMID 6200641. doi:10.1093/jnci/72.4.955. 
  6. 6,0 6,1 Krieg AM, Yi AK, Matson S, Waldschmidt TJ, Bishop GA, Teasdale R, Koretzky GA, Klinman DM (April 1995). "CpG motifs in bacterial DNA trigger direct B-cell activation". Nature 374 (6522): 546–9. PMID 7700380. doi:10.1038/374546a0. 
  7. Dalpke AH, Zimmermann S, Albrecht I, Heeg K (May 2002). "Phosphodiester CpG oligonucleotides as adjuvants: polyguanosine runs enhance cellular uptake and improve immunostimulative activity of phosphodiester CpG oligonucleotides in vitro and in vivo". Immunology 106 (1): 102–12. PMC 1782689. PMID 11972638. doi:10.1046/j.1365-2567.2002.01410.x. 
  8. Wu CC, Lee J, Raz E, Corr M, Carson DA (August 2004). "Necessity of oligonucleotide aggregation for toll-like receptor 9 activation". The Journal of Biological Chemistry 279 (32): 33071–8. PMID 15184382. doi:10.1074/jbc.M311662200. 
  9. Vollmer J, Krieg AM (March 2009). "Immunotherapeutic applications of CpG oligodeoxynucleotide TLR9 agonists". Advanced Drug Delivery Reviews 61 (3): 195–204. PMID 19211030. doi:10.1016/j.addr.2008.12.008. 
  10. Krug A, Rothenfusser S, Hornung V, Jahrsdörfer B, Blackwell S, Ballas ZK, Endres S, Krieg AM, Hartmann G (July 2001). "Identification of CpG oligonucleotide sequences with high induction of IFN-alpha/beta in plasmacytoid dendritic cells". European Journal of Immunology 31 (7): 2154–63. PMID 11449369. doi:10.1002/1521-4141(200107)31:7<2154::AID-IMMU2154>3.0.CO;2-U. 
  11. Hartmann G, Weeratna RD, Ballas ZK, Payette P, Blackwell S, Suparto I, Rasmussen WL, Waldschmidt M, Sajuthi D, Purcell RH, Davis HL, Krieg AM (February 2000). "Delineation of a CpG phosphorothioate oligodeoxynucleotide for activating primate immune responses in vitro and in vivo". Journal of Immunology 164 (3): 1617–24. PMID 10640783. doi:10.4049/jimmunol.164.3.1617.